物理层基本概念

机械特性
电气特性
功能特性
过程特性

通信基础

通信系统模型

源点
发送器
传输系统
接收器
终点

信道（channel)

信息交互方式分类

单向通信（单工通信）
双向交替通信（半双工通信）
双向同时通信（全双工通信）

基带信号

计算机直接输出的的数据信号都属于基带信号，特点：低频或直流，不易传输。为解决这一问题必须对基带信号调制（modulation)。

基带调制

仅对基带信号的波形进行变换，变化后还是数字信号。也把这个过程称为编码。

带通调制

使用载波进行调制，把基带信息的频率范围搬移到较高的频段，并转换为模拟信号，使其可以更好地在模拟信道中传输，调制后的信号称为带通信号。

常用编码方式

不归零制
归零制
曼彻斯特编码：中心向上跳变代表0，向下跳变代表1.也可以反回来定义。以太网发送的数据使用曼彻斯特编码。
差分曼彻斯特编码：边界有跳变代表0，没有跳变代表1。应用于IEEE 802.5（Token Ring）、RS-232串行通信等。

带通调制方法

调幅（AM）
调频（FM）
调相（PM)

信道容量

奈氏准则

在带宽为W(Hz）的低通信道中，若不考虑噪声影响，则码元的最高速率是2W（码元/秒）。传输速率超过此上限，就会出现严重的码间串扰的问题，使接收端对码元的识别成为不可能。

信噪比

信噪比是信号的平均功率和噪声的平均功率之比，常记为S/N.但通常使用分贝（dB)作为度量单位。

$$
信噪比（dB）= 10 \log_{10} (S/N) (dB)
$$

香农公式

$$
C = W \log_2(1+S/N)
$$

香农公式表明：信道的带宽或信道的信噪比越大，信息的极限传输速率就越高。

可以通过让每一个码元携带更多比特的信息量来提高信息的传输速率

传输媒体

概述

传输介质相关知识点也是软考中经常出现的考点，选择传输介质首先需要了解不同介质的特点，再从传输距离、速度结合经济性等角度作出选择。按形态分可以分为有线传输媒介和无线传输媒介。

有线传输媒介

软考中比较常见的考点：多模光纤比单模光纤传输距离近（多模传输距离最长2Km，像1000Base-SX只能传输550米,考试中一般超过1Km考虑使用单模光纤，单模最长传输距离10Km），但价格便宜。

同轴电缆RG59类型传输距离可以超过10Km

可以达到千兆网络的有：光纤，超5类双绞线、6类双绞线（双绞线只支持短距离传输，100m）

- 同轴电缆
  - 细缆GB58
  - 粗缆GB11
  - 粗缆GB59
- 屏蔽双绞线（STP)
  - 3类/5类
- 无屏蔽双绞线（UTP）
  - 3/4/5/超5/6类
- 光线
  - 多模
  - 单模

无线传输媒介

无线电波，需要专用的频率，易被窃听。低于微波的频率，通常包括无线电广播、电视广播和AM/FM收音机等使用的频率范围
1. 频率：300GHz以下
2. 波长：1毫米到3000米之间
微波，可分为地面微波和卫星微波，带宽高、容量大，但容易受天气影响。
1. 频率：在300MHz-300GHz之间
2. 波长：在1毫米到1米之间
红外（IR辐射，缩写），设备便宜、带宽高，但传输距离有限，易受空气状态影响。
1. 频率：300 GHz和400 THz之间
2. 波长：波长位于780 nm和1mm之间

网络中的物理层